《财经》专稿丨新一代航空发动机即将投入运营

《财经》记者 王宇 | 文  

2015年06月19日 21:11  

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与传统双转子涡轮风扇发动机不同,普惠采用GTF技术的发动机实现了更低的油耗和维护成本,同时大幅降低噪音和污染物排放。

伴随着庞巴迪窄体机C系列和空客A320neo系列在第51届巴黎航展上的高调亮相,它们所共同搭载的普惠新一代发动机PW1000系列也同时大放异彩。

PW1000是普惠(Pratt &Whitney)采取齿轮传动涡轮风扇发动机技术(Geared Turbofan,简称GTF)的新一代航空发动机,它将随着A320neo的面世,于2015年10月投入运营。这种基于全新设计理念的的发动机可以把油耗降低15%、维护成本降低20%,同时大幅降低噪音和污染物排放,从而,缓和航空公司的经营压力。

对于航空公司来说,平均旅客油耗、拆修便捷度与成本、以及全生命周期是选择航空发动机的核心因素。若要降低油耗,基本方法就是增大风扇尺寸和扩大涵道比(即,涡轮风扇发动机外进气道与进气道空气流量的比值)。然而,这会遇到涡轮转速和风扇转速不匹配的问题。为此,普惠选择了GTF技术。

与传统双转子涡轮风扇发动机相比,GTF的核心机并没有变化,只是在风扇与低压压气机之间加了一个减速齿轮箱(Geared一词由来于此)。这种设计可以让低压转子以高转速工作,从而匹配高压转子最佳转速;与此同时,风扇可以在气动损失和噪声都较小的低转速下工作,进而增大风扇叶片。这样可以同时提高两个部分的效率,并降低核心机的温度,降低发动机部件的维护成本。

普惠公司从1998年开始,在普惠PW6000涡扇发动机的基础上,对GTF技术进行研发。同时,它与提供高速低压涡轮的德国MTU航空引擎公司、提供风扇传动齿轮系统的Avio公司等,达成“风险共担”的合作关系。“在这种合作关系中,合作伙伴与普惠各自承担相关部分的研发成本与风险。”MTU技术新闻官福尔穆特(Martina Vollmuth)对《财经》记者解释。MTU则运用了质量较轻的钛铝叶片、增加了叶根到叶尖之间的截面积,从而实现涡轮叶片减根设计。

目前,普惠运用GTF技术的PW1000系列发动机,已经被庞巴迪的C系列、三菱重工的MRJ、巴西航空工业的E-Jets E2、伊尔库特的MC-21以及空客A320neo系列选中。

其中,装备PW1127G-JM发动机的空客A320neo已于2014年9月进行首飞,并取得FAA适航证。这款GTF技术发动机的涵道比达12.5:1,扇叶直径2.1米;相比之下,传统A320的CFM56发动机涵道比为6:1,扇叶直径1.55米。

然而,改进后的A320neo则同时选用采用GTF技术的普惠PW1000系列,与采用陶瓷基复合材料的CFM公司LEAP-1A两种发动机。后者可以提高发动机的热效率,把涵道比做到11:1,扇叶直径1.98米。本次航展上,A320neo获得323架确认与承诺订单,使A320neo系列飞机的订单总数突破4000架。但目前尚不清楚A320neo订单中,两种发动机的具体比重。

在巴黎航展期间接受《中国航空报》采访时,普惠大中国区总裁蔡多表示,该公司在全球投资超过10亿美元,为GTF建设生产能力;并在供应链里达成近180亿美元的长期供应协议,从而,为该发动机在2015年末的正式投入运营做准备。